Diodo o diodo emisor de luz de alta potencia bombeado por láser de diodo de barra simple moderno, varilla única multimodo, generalmente a través del revestimiento de un solo núcleo alrededor de un núcleo. Suele ser un diámetro de núcleo monomodo de 5 a 12 μM. La fibra de doble revestimiento está dopada con iones de tierras raras como neodimio, erbio, iterbio y tulio mediante un núcleo interno monomodo. El revestimiento está hecho de vidrio dopado con un índice de refracción bajo. La luz de la bomba se inyecta en el revestimiento y a lo largo de la estructura, atravesando el núcleo activo y produciendo la inversión del número de partículas.
La longitud de onda de emisión se selecciona en la fibra y cualquier tipo de función de reflexión (un ejemplo típico son las rejillas de Bragg).
El láser consta de una bobina de fibra de doble revestimiento, dos espejos y una fuente de bombeo. La fuente de la bomba puede ser un solo diodo emisor de luz, una barra de diodos o un láser de diodo de barra simple bombeado
La configuración incluye láseres de diodo de barra única continuos monomodo que se pueden ajustar rápidamente a más de 100 kHz; Cambio de frecuencia Raman; Q; multiplicador y triple; y onda cuasi-continua (QCW). La salida incluye espectroscopía UV, visible e infrarroja cercana.
Los láseres de diodo de barra simple con conmutación Q se fabrican típicamente de baja potencia, con un modulador de cable flexible integrado a través de una serie de amplificadores de fibra para semillas de láser pulsado de nanosegundos. Los amplificadores de fibra, como los láseres de diodo de barra única, se construyen utilizando la misma técnica; sin embargo, el láser no contiene efectos láser inducidos al final. Estos láseres son completamente monolíticos capaces de producir pulsos de nanosegundos de 20 a> 200 kHz.
Láser de diodo de barra única Raman desde el empalme del láser de diodo de barra única de modo único a la red de fibra especial monomodo que contiene la bobina, cambio de frecuencia Raman inducido a la longitud de onda deseada
Láseres de diodo de barra única bombeados
Las barras de diodo se pueden utilizar para excitar láseres de diodo de barra única. Por lo general, las ópticas a granel apropiadas y bombeadas por el extremo de fibra utilizan luz de bombeo centralizada como el primer paquete de fibra activa. Con el tiempo, la barra de diodos de alta potencia tiene un despliegue limitado de mejora de potencia total, rendimiento del haz y vida útil durante 10,000 horas o más, aunque los requisitos de enfriamiento, las limitaciones de manejo de pulsos y la confiabilidad son limitados.
Ventajas de los diodos de bomba de un solo tubo. La principal ventaja es que no requieren agua para enfriarse, se pueden introducir en el medio activo a través de la fibra con una eficiencia muy alta, sin ópticas de volumen extra ni necesidad de ajustar. Además, un solo diodo emisor de luz puede producir una mayor potencia de salida y mejores características de haz y más de 200.000 horas de vida útil en mecanismos de modulación y onda continua.
Láseres de diodo de barra única monomodo
Los láseres de diodo de barra única monomodo están disponibles en el mercado comercial desde unos pocos vatios hasta 3000 vatios de salida. Además, los láseres de diodo de barra única monomodo han producido 20 kilovatios de proyectos especiales utilizando tecnología de fibra más cara. Estos dispositivos suelen funcionar de forma continua; sin embargo, la unidad se puede modular a más de 50 kHz. En el modo de modulación, la unidad tiene una potencia media máxima. A través de la fibra monomodo M con dos menos de 1.1. El modo transversal del láser es una distribución puramente gaussiana.
Por ejemplo, un colimador de 25 mm colima el haz, lo que da como resultado una divergencia completa de 5 mm 1 / E dos de 0,3 mrad. Con el láser de diodo de barra simple dopado con iterbio, cuando se agrega la última lente, el punto resultante es igual a la distancia focal final dividida por la distancia focal del colimador 7 veces el diámetro de la fibra. Con un enfoque final de 100 mm y una lente colimadora de 25 mm, el tamaño del punto será finalmente de 28 µM.
Como un archivo de configuración es una función de la fibra monomodo, en lugar del punto de trabajo en caliente, como los láseres de estado sólido tradicionales, los láseres de diodo de barra única producen la misma sección transversal del haz en todo el rango de trabajo. La modulación se realiza girando el diodo de la bomba y completando, lo que permite que el dispositivo se module a alta frecuencia o en operación de pulso único. Con los láseres de estado sólido tradicionales para láseres de diodo de barra única, con su sección transversal perfecta, no se requiere tiempo de calentamiento y se puede operar en una amplia gama de condiciones ambientales estables (potencia y calidad del haz). Estos láseres se pueden desviar con una salida lineal aleatoria y, por lo general, pueden variar del 10 al 100 por ciento de la potencia nominal sin ninguna divergencia o cambio en el diámetro del punto de enfoque final.
Láseres de diodo de barra única de kilovatios y más en paralelo con el lanzamiento a través de la fabricación de láser de diodo de barra única de fibra óptica de gran diámetro. En este punto, el láser ya no es un solo molde; sin embargo, la calidad del haz resultante es superior a la de la mayoría de los láseres industriales comerciales de la clase de kilovatios (Figura 3). Por ejemplo, los láseres de diodo de barra única de 8 kilovatios proporcionan un montón de productos de menos de 4,5 mm x radianes a partir de fibra escalonada de 100 μm de diámetro del núcleo. El desacuerdo de los láseres de diodo de barra simple de clase kilovatio continuará mejorando como resultado del uso sostenido de un módulo monomodo de alta potencia. En el campo cercano, el perfil del haz tiene una relación de borde recto de Gauss, lo que proporciona ventajas significativas en aplicaciones de procesamiento de materiales.
El último tipo de láser de diodo de barra única es cuasi-continuo. Estos dispositivos tienen una potencia pico alta y una potencia promedio más baja, y pueden fabricarse a un costo bastante bajo que la versión CW. Por ejemplo, una potencia máxima de 20 kW y una potencia media de láser cuasi-continuo de 2 kW es aproximadamente cinco veces más barata que un láser CW de 20 kW. Son ideales para muchas aplicaciones industriales que requieren un ancho de pulso largo y una potencia máxima, como la soldadura por puntos, la soldadura por costura y la perforación. Diseñado para reemplazar los láseres YAG existentes debido a su mantenimiento mínimo y láseres cuasi continuos de bajo costo, se puede adaptar fácilmente a los sistemas existentes. Están disponibles versiones mono y multimodal.